學習了電學知識后,小明、小亮和小艷所在的興趣小組發(fā)現:電學量的變化往往能夠用來反映力學、熱學、光學等物理量的變化.在馮老師的點撥下,他們在探究過程中不斷完善和優(yōu)化方案,共同設計了一種用電學量的變化來反映力學量--距離變化的裝置.
(1)圖(甲)所示是他們最初設計的裝置原理圖.圖中R
0是定值電阻,ab是總電阻為9歐,長60cm,粗細均勻,電阻隨長度均勻變化,且沿豎直方向固定放置的金屬桿,M是上下均有掛環(huán)、可沿豎直導軌上下移動的小物塊,M上連有一根左端有滑片P、電阻不計的水平金屬細桿,細桿與導線以及P與ab均接觸良好,P在ab的中點時,對應于M既不上移也不下移的位置.
除金屬桿ab、小物塊M、金屬細桿和導軌外,他們還準備了以下器材:
A.電源(提供4V的穩(wěn)定電壓) B.電流表A(量程0-0.6A)
C.電壓表V.(量程0~3V) D.電壓表V
2(量程0~15V)
E.定值電阻R
0(1歐、3歐、5歐和6歐的電阻各一個) F.開關S一個,導線(足夠長)若干
①認真研究該原理圖后,小艷認為圖中只需一個電表即可,于是她將電流表去掉,則電流表所在處應該
(填“讓其斷路”或“用一根導線替代”).
②小明和小亮認為:該裝置應該盡量大地反映M移動的距離范圍,同時還希望電壓表上的每根刻度線都能夠表示出肘移動的距離值.要達到此目的,電壓表應該選
(填器材序號字母);定值電阻應該選阻值為
歐的.
③在他們改進并初步完善的設計方案中,P在ab的中點,M既不上移也不下移時,電壓表的示數是
.
(2)馮老師在充分肯定他們的設計方案后,提出-個建議:能否在上述改進并初步完善的方案基礎上再想想辦法,使測量的距離范圍更大?
他們經過熱烈討論后,決定增加一組滑輪組試試.圖中的A、B、C是小明、小亮和小艷分別畫出的滑輪組與M連接的示意圖.他們希望通過電表的示數間接反映繩上N點的移動距離,且要求N點移動距離范圍超過M.
①小明的連接方式能夠達到目的嗎?請說明理由.
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②
(填“小明”、“小亮”或“小艷”)的連接方式,測量的N點移動距離范圍最大.該連接方式中,電壓表量程的l/3刻度線處表示的N點移動距離為
(填“向上”或“向下”移動的距離值).